KR101776304B1 - Clear paint composition containg Gold Nanoparticles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금 나노입자를 함유한 클리어 도료 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아크릴 수지, 에폭시 변성 아크릴 수지, 실리콘 변성 아크릴 수지, 금 나노입자, 반응억제제 및 용제를 포함하는 클리어 도료 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 클리어 도료는 자외선 차단능력이 우수한 금 나노입자를 함유하여, 도막의 변색 및 광택소실을 효과적으로 방지할 수 있으므로 자동차 외판의 클리어층 등에 유용하게 적용할 수 있다.The present invention relates to a clear coating composition containing gold nanoparticles and more particularly to a clear coating composition comprising an acrylic resin, an epoxy-modified acrylic resin, a silicone-modified acrylic resin, gold nanoparticles, a reaction inhibitor and a solvent . The clear paint of the present invention contains gold nanoparticles having excellent ultraviolet shielding ability and can effectively prevent discoloration and gloss disappearance of a coating film, and thus can be applied to a clear layer of an automotive shell plating.
Description
본 발명은 금 나노입자를 함유함으로써 우수한 내후성을 갖는 도막을 형성시킬 수 있는 클리어 도료 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a clear coating composition capable of forming a coating film having excellent weather resistance by containing gold nanoparticles.
차체 외판의 도장 품질은 도막의 열화, 녹의 발생이 없어야 하고, 또한 도막의 광택이나 색채를 유지하여 미관을 유지할 필요가 있다. 따라서, 차량의 도장공정은 통상적으로 전처리 공정을 거친 차체를 전착 도장한 연후에 밀착성 및 평활성 등을 위해 중도 도장을 실시하고, 중도 도장된 차체상에 차체의 미관을 위해 상도 도장을 실시한다. 이후, 상도 도막상에 차체의 색상을 보호하고 외관을 좋게 하며 외부로부터 도막을 보호하기 위해 클리어층을 도장하는 것이 일반적이다.The coating quality of the outer shell of the vehicle body should be such that there is no deterioration of the coating film or generation of rust, and the gloss and color of the coating film should be maintained to maintain the appearance. Therefore, in the vehicle painting process, the vehicle body subjected to the pretreatment process is typically subjected to electrodeposition coating, followed by a middle painting for adhesion and smoothness, and a top painting for the beauty of the vehicle body on the painted body. Thereafter, it is common to coat the clear layer on the top coat to protect the color of the car body, improve the appearance, and protect the coat from the outside.
현재 차량용 클리어 도료는 투명성이 우수한 아크릴계 수지를 주성분으로 이용하고 있다. 그러나, 차량 출고 후 강우나 자외선 조사 등의 외부 환경에 의해 차체 도막의 노화현상이 발생하여 변색 및 광택손실 등이 발생하곤 한다. 이러한 도막의 손상은 차량의 가치를 떨어뜨리는 주된 요인이 되고 있으며, 특히 중도 도막 위에 색상을 부여하는 붉은색 계통의 상도 도막을 형성하고 클리어층을 입힐 경우 내후성 면에서 열세한 경향을 나타내어 도막을 보호하고, 외관을 미려하게 하는 클리어층의 역할에 문제점을 드러내고 있다. 이에 따라 도막의 내구성, 특히 자외선 조사에 의한 변색 방지를 위해 내후성이 우수한 클리어 도료에 대한 요구가 증대대고 있다.At present, automotive clear paint uses acrylic resin having excellent transparency as a main component. However, after the vehicle is shipped, aging of the coating film of the vehicle body occurs due to external environment such as rainfall or irradiation of ultraviolet rays, and discoloration and gloss loss are often caused. Damage of the coating film is a main factor that lowers the value of the vehicle. In particular, when a red-colored top coating film imparting hue is formed on the middle coating film and a clear layer is applied, the coating film tends to be inferior in weatherability, And reveals a problem in the role of the clear layer which makes the appearance look good. Accordingly, there is an increasing demand for a clear coating material having excellent weather resistance, in order to prevent durability of a coating film, particularly discoloration by ultraviolet irradiation.
자외선 조사에 의한 도막의 내후성을 향상시키기 위한 가장 간단한 방법은 클리어 도료에 자외선 흡수제, 힌더드 아민 계열의 광안정제, 산화방지제 등의 첨가제를 첨가하는 것이다. 그러나, 이러한 첨가제들은 도막 형성 후 상도 도막으로 침투하거나, 열에 의해 변성이 일어나는 등의 단점을 가지고 있는 것이 사실이다. 이에 클리어 도료를 구성하는 고분자 수지의 물성을 개선하고자 하는 연구가 진행되고 있다. 대한민국 공개특허 제 10-2004-0075154 호에서는 자외선 흡수제를 함유한 수산기를 갖는 아크릴 단량체를 중합시켜 아크릴계 수지를 합성한 다음 이를 클리어 도료의 수지로 적용하는 방법을 제안하고 있으며, 대한민국 공개특허 제 10-2005-0071168 호에서는 히드록시기를 함유한 열경화성 아크릴 수지 및 히드록시기와 다관능성 에폭시기를 함유한 수지를 병용한 투명도료 조성물을 제안하고 있다. 그러나 상기 기술들은 모두 고분자 물질들로 클리어 도료를 구성함으로써 도막의 내후성을 향상시키는데 한계가 있었다.
The simplest method for improving the weatherability of a coating film by ultraviolet irradiation is to add an additive such as an ultraviolet absorber, a hindered amine-based light stabilizer, or an antioxidant to the clear paint. However, it is true that these additives have disadvantages such as penetration into the top coat after forming a coating film, denaturation by heat, and the like. Therefore, studies are underway to improve the physical properties of the polymer resin constituting the clear paint. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0075154 proposes a method of polymerizing an acrylic monomer having a hydroxyl group containing an ultraviolet absorber to synthesize an acrylic resin and then applying it as a resin for a clear coating, 2005-0071168 proposes a clear coating composition using a thermosetting acrylic resin containing a hydroxy group and a resin containing a hydroxy group and a polyfunctional epoxy group in combination. However, all of the above technologies have limitations in improving the weatherability of the coating film by forming a clear paint using polymeric materials.
이에 본 발명자는 자외선 조사에 따른 도막의 변색 및 광택 손실을 방지할 수 있는 내후성이 우수한 클리어 도료를 개발하고자 노력한 결과, 아크릴계 수지를 주성분으로 하는 클리어 도료에 자외선에 대한 저항성이 우수한 특정 크기의 금(Au) 나노입자를 소량 첨가하면 도막의 기존 물성을 해치지 않고도 내후성을 크게 향상시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a clear paint excellent in weatherability that can prevent discoloration and gloss loss of a coating film due to ultraviolet irradiation, and as a result, it has been found that a clear paint containing an acrylic resin as a main component and a specific size of gold Au nanoparticles can be greatly improved without deteriorating the existing physical properties of the coating film, thereby completing the present invention.
즉, 본 발명은 내후성이 향상된 클리어 도료 조성물의 제공에 그 목적이 있다.
That is, an object of the present invention is to provide a clear coating composition having improved weatherability.
본 발명은 The present invention
아크릴 수지 50 ~ 60 중량%;50 to 60% by weight of acrylic resin;
에폭시 변성 아크릴 수지 20 ~ 30 중량%;20 to 30% by weight of an epoxy-modified acrylic resin;
실리콘 변성 아크릴 수지 2 ~ 10 중량%;2 to 10% by weight of a silicone-modified acrylic resin;
금 나노입자 0.05 ~ 0.15 중량%;0.05 to 0.15 wt% of gold nanoparticles;
반응억제제 0.5 ~ 1.5 중량%; 및0.5 to 1.5% by weight of a reaction inhibitor; And
용제 4 ~ 10 중량%;4 to 10% by weight of a solvent;
를 포함하는 클리어 도료 조성물을 그 특징으로 한다.
And a transparent coating composition.
본 발명에 따른 클리어 도료 조성물을 적용한 도막은 기존의 도막과 동등 이상의 광택, 경도, 내충격성, 내약품성, 내스크래치성 등을 유지하면서도 내후성 면에서 40% 이상 개선된 물성을 나타내므로, 차체 외판 등에 유용하게 적용할 수 있다.
The coating film to which the clear coating composition according to the present invention is applied exhibits a physical property improved by 40% or more in terms of weather resistance while maintaining gloss, hardness, impact resistance, chemical resistance and scratch resistance equal to or more than those of existing coating films. Can be usefully applied.
이하에서는 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명은 금 나노입자를 함유함으로써 내후성을 크게 향상시킨 클리어 도료 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a clear coating composition which contains gold nanoparticles to greatly improve weather resistance.
상기 아크릴 수지는 종래의 도료용으로 이용되는 것이라면 종류를 특별히 한정하지 않는다. 구체적으로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트 등의 아크릴계 단량체를 중합시킨 것을 사용할 수 있다. 본 발명인 클리어 도료 조성물 중 함유량은 50 ~ 60 중량%가 바람직한데, 함유량이 50 중량% 미만이면 내산성 등의 물성 저하의 문제가 있을 수 있으며, 60 중량%를 초과하면 도장 작업성이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.The acrylic resin is not particularly limited as long as it is used for conventional paints. Specifically, acrylic monomers such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate and butyl methacrylate may be used. The content of the clear paint composition of the present invention is preferably from 50 to 60% by weight. If the content is less than 50% by weight, there may be a problem of property deterioration such as acid resistance, and if it exceeds 60% by weight, Can be.
상기 에폭시 변성 아크릴 수지는 도료의 반응성 향상시켜 도막의 경도를 높이기 위해 위해 사용되며, 일예로 고형분 대비 에폭시 당량 400 ~ 2000의 비스페놀 A형 에폭시 수지에 아크릴계 단량체를 그라프트 시킨 것을 사용할 수 있다. 비스페놀 A형 에폭시 수지의 에폭시 당량이 너무 낮으면 내후성이 떨어질 수 있으며, 반대로 당량이 너무 높으면 그라프트 효율어 떨어지며 점도조절이 어려운 문제가 있을 수 있다. 또한, 비스페놀 A형 에폭시 수지와 아크릴계 단량체의 중량비는 1 : 1 ~ 9가 바람직한데, 아크릴계 단량체의 사용량이 너무 적으면 도막의 부착성이 낮아질 수 있으며, 너무 과량으로 사용하면 내충격성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다. 본 발명의 클리어 도료 조성물 중 에폭시 변성 아크릴 수지의 함유량은 20 ~ 30 중량%가 좋은데, 함유량이 20 중량% 미만이면 반응성 저하로 도막의 경도가 낮아질 수 있으며, 30 중량%를 초과하는 경우 도막에 이물, 핀홀 등이 발생할 때 이 부분을 연마하는 샌딩 작업성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The epoxy-modified acrylic resin is used for enhancing the hardness of the coating film by improving the reactivity of the coating material. For example, an acrylic monomer-grafted bisphenol A epoxy resin having an epoxy equivalent of 400 to 2000 in terms of solid content can be used. If the epoxy equivalent of the bisphenol A epoxy resin is too low, the weatherability may be lowered. On the other hand, if the equivalent weight is too high, the graft efficiency may be lowered and viscosity control may be difficult. The weight ratio of the bisphenol A type epoxy resin to the acrylic monomer is preferably 1: 1 to 9. If the amount of the acrylic monomer is too small, the adhesion of the coating film may be lowered. If the amount is too large, Can be. The content of the epoxy-modified acrylic resin in the clear coating composition of the present invention is preferably 20 to 30% by weight. If the content is less than 20% by weight, the hardness of the coating film may be lowered due to the lowered reactivity. , Pinholes, etc. may occur, there may be a problem that the sanding workability of polishing the portion is poor.
상기 실리콘 변성 아크릴 수지는 도막의 평활성 향상을 목적으로 사용한다. 구체적으로 아크릴 수지와, 히드록시기 또는 메톡시기를 갖는 실리콘 중간체를 반응시킨, 실록산결합(-Si-O-Si-O-)을 갖는 것을 사용할 수 있다. 상기 히드록시기를 갖는 실리콘 중간체로는 Dow Corning社의 Z-6018 또는 Chisso社의 FM-4411을 사용할 수 있으며, 상기 메톡시기를 갖는 실리콘 중간체로는 Shin-Etsu社의 KR-9218 또는 Toshiba社의 TRS-165를 사용할 수 있다. 본 발명의 클리어 도료 조성물 중 상기 실리콘 변성 아크릴 수지의 함량은 2 ~ 10 중량%가 바람직한데, 사용량이 2 중량% 미만이면 사용에 따른 효과상의 실익이 미미하며, 10 중량%를 초과하면 핀홀 발생 부위의 연마자국을 없애기 위한 샌딩은폐성이 떨어지는 문제가 있을 수 있다.The silicone-modified acrylic resin is used for the purpose of improving the smoothness of the coating film. Specifically, those having a siloxane bond (-Si-O-Si-O-) in which an acrylic resin is reacted with a silicon intermediate having a hydroxy group or a methoxy group can be used. Z-6018 of Dow Corning or FM-4411 of Chisso may be used as the silicon intermediate having the hydroxyl group. KR-9218 of Shin-Etsu or TRS- 165 can be used. The content of the silicone-modified acrylic resin in the clear coating composition of the present invention is preferably from 2 to 10% by weight. If the amount of the silicone-modified acrylic resin is less than 2% by weight, There may be a problem in that the sanding is not concealed in order to eliminate the abrasion marks of the wafer.
상기 금 나노입자는 상도 도막으로의 자외선 침투를 차단하여, 도막의 내후성을 향상시키기 위해 사용한다. 종래의 클리어 도료는 아크릴계 수지의 물성을 개선하여 내후성을 개선하고자 하였으나, 본 발명에서는 무기소재인 금(Au)을 소량 첨가함으로써 이를 달성하였다. 금(Au)은 경시, 오염에 의한 변질이 없고, 자외선에 대한 저항성이 우수한 무기물질로, 유럽에서는 성당의 스테인드글라스(stained glass) 등에 사용하였다. 또한 금은 입자크기가 10 nm 안팎의 나노사이즈를 가질 때 붉은색을 발현하는 특징이 있다. 본 발명의 클리어 도료에 첨가되는 금 나노입자는 입자크기가 10 ~ 15 nm 인 것이 바람직하다. 입자크기가 10 nm 미만인 것은 입자의 제조가 어렵고, 15 nm 를 초과하는 경우 도막 헤이즈(haze) 현상 발생으로 외관면품질이 저하되는 문제가 있을 수 있다. 상품화된 금 나노입자로는 NPC社는의 FINE SPHERE GOLD E001를 들 수 있다. 본 발명의 클리어 도료 조성물 중 금 나노입자의 함유량은 0.05 ~ 0.15 중량%가 바람직하다. 함유량이 0.05 중량% 미만이면 첨가에 따른 효과상의 실익을 기대하기 어려우며, 0.15 중량%를 초과하여 함유시 헤이즈(haze) 현상이 발생하여 외관면 품질이 저하될 수 있으며 가격경쟁력 면에서도 불리하다.The gold nanoparticles are used to prevent penetration of ultraviolet rays into the top coat film and to improve the weather resistance of the coating film. The conventional clear paint is intended to improve the weather resistance by improving the physical properties of the acrylic resin. In the present invention, this is achieved by adding a small amount of gold (Au) as an inorganic material. Gold (Au) is an inorganic substance that does not deteriorate with age, contamination, and has excellent resistance to ultraviolet rays. In Europe, it is used in stained glass of a cathedral. Also, gold is characterized by its red color when its particle size is around 10 nm and has nanosize. The gold nanoparticles to be added to the clear paint of the present invention preferably have a particle size of 10 to 15 nm. When the particle size is less than 10 nm, it is difficult to produce the particles. When the particle size exceeds 15 nm, there is a problem that the appearance surface quality is deteriorated due to the occurrence of a haze phenomenon of the coating film. NPC's FINE SPHERE GOLD E001 is a commercialized gold nanoparticle. The content of the gold nanoparticles in the clear coating composition of the present invention is preferably 0.05 to 0.15% by weight. If the content is less than 0.05% by weight, it is difficult to expect a beneficial effect on the effect of addition. If the content is more than 0.15% by weight, haze phenomenon may occur and the appearance quality may be deteriorated.
상기 반응억제제는 도료의 저장안정성 및 도장 작업에 따른 경화속도 조절을 위해 사용한다. 이러한 반응억제제로는 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI) 및 이소포론디이소시아네이트(IPDI) 중에서 선택한 1종 이상으로부터 유래된 블록이소시아네이트(Blocked Isocyanate)를 사용할 수 있다. 함유량은 0.5 ~ 1.5 중량%가 바람직한데, 함유량이 너무 적으면 저장안정성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 반대로 1.5 중량%를 초과하면 도막의 경화속도가 지연되는 문제가 있을 수 있으므로, 상기 범위를 선택하는 것이 좋다.The reaction inhibitor is used for the storage stability of the coating material and for controlling the curing rate in accordance with the coating operation. As the reaction inhibitor, a block isocyanate derived from at least one selected from toluene diisocyanate (TDI), hexamethylene diisocyanate (HDI) and isophorone diisocyanate (IPDI) can be used. If the content is too small, the storage stability may deteriorate. On the other hand, if the content is more than 1.5% by weight, the curing rate of the coating film may be delayed. It is better to choose.
상기 용제는 도장 작업성을 위해 사용되며, 기존에 사용되던 유기 용매라면 그 종류를 특별히 한정하지는 않는다. 예를 들면 톨루엔, 자일렌, 벤젠 등과 같은 방향족 탄화수소계 용제, 디페닐에테르, 메틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등과 같은 에테르계 용제, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 알코올계 용제 등을 도료 물성 및 도장 작업성에 맞게 1종 이상 선택하여 사용가능하다. 용제의 함유량은 4 ~ 10 중량%가 바람직한데, 함유량이 4 중량% 미만일 경우 도료의 점도 상승으로 스프레이 도장 작업성이 떨어질 수 있으며, 10 중량%를 초과할 경우에는 점도 하락으로 도료 흐름성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.The solvent is used for coating workability, and the type of the organic solvent used in the past is not particularly limited. For example, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene, xylene and benzene; ether solvents such as diphenyl ether, methyl cellosolve and butyl cellosolve; alcohol solvents such as methanol, ethanol and butanol; It is possible to select more than one kind according to painting workability. The content of the solvent is preferably 4 to 10% by weight. If the content is less than 4% by weight, the viscosity of the paint may increase, and spray painting workability may deteriorate. If the content is more than 10% by weight, There may be a problem.
본 발명의 클리어 도료 조성물은 상기 필수 구성성분 외에도 통상적으로 이용되는 첨가물, 예를 들면 핀홀방지제, 흐름방지제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 자외선에 대한 저항성 측면을 한층 강화시키기 위해 벤조페놀 유도체인 자외선 흡수제를 첨가할 수도 있다.The clear coating composition of the present invention may further contain commonly used additives such as pinhole inhibitors and flow inhibitors in addition to the above essential components. In order to further enhance the resistance to ultraviolet rays, An absorbent may be added.
본 발명의 클리어 도료 조성물은 클리어층의 기본 요구물성인 광택, 경도, 내충격성 등에 영향을 미치지 않으면서도, 금 나노입자를 함유함으로써 색상을 구현하는 상도 도막으로의 자외선 침투를 차단하여 도막의 변색, 광택 손실을 방지하여 내후성을 크게 향상시킬 수 있으므로, 차량 외판용 클리어층 등에 유용하게 적용할 수 있다.
The clear coating composition of the present invention can prevent penetration of ultraviolet rays into the top coating film which realizes hue by containing gold nanoparticles without affecting gloss, hardness and impact resistance which are basic required properties of the clear layer, It is possible to prevent the gloss loss and greatly improve the weather resistance, so that it can be effectively applied to a clear layer for a vehicle outside plating.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the following Examples.
[[ 실시예Example ]]
실시예 1Example 1
아크릴 수지 59.0 중량%, 에폭시 변성 아크릴 수지 26.1 중량%, 실리콘 변성 아크릴 수지 6.1 중량%, 10 nm 크기의 금 나노입자 0.1 중량%, 반응억제제 1.3 중량% 및 용제 7.4 중량%를 포함하는 클리어 도료 조성물을 제조하였다.
A clear coating composition comprising 59.0% by weight of an acrylic resin, 26.1% by weight of an epoxy-modified acrylic resin, 6.1% by weight of a silicone-modified acrylic resin, 0.1% by weight of gold nanoparticles of 10 nm, 1.3% by weight of a reaction inhibitor and 7.4% .
실시예 2Example 2
아크릴 수지 57.0 중량%, 에폭시 변성 아크릴 수지 20.7 중량%, 실리콘 변성 아크릴 수지 2.3 중량%, 입자크기가 10 nm 인 금 나노입자 0.1 중량%, 반응억제제 1.3 중량% 및 용제 4.7 중량%를 포함하는 클리어 도료 조성물을 제조하였다. 기타 첨가제와 이들의 구체적인 조성비는 하기 표 1과 같다.
A clear paint comprising 57.0% by weight of an acrylic resin, 20.7% by weight of an epoxy-modified acrylic resin, 2.3% by weight of a silicone-modified acrylic resin, 0.1% by weight of gold nanoparticles having a particle size of 10 nm, 1.3% by weight of a reaction inhibitor and 4.7% A composition was prepared. Other additives and specific composition ratios thereof are shown in Table 1 below.
비교예Comparative Example
상기 실시예 2와 동일하게 실시하되, 금 나노입자를 함유하지 않은 클리어 도료를 제조하였다. 구체적인 구성물질 및 조성비는 하기 표 1과 같다.A clear paint containing no gold nanoparticles was prepared in the same manner as in Example 2. Specific constituent materials and composition ratios are shown in Table 1 below.
(중량%)Suzy
(weight%)
아크릴 수지Epoxy modification
Acrylic resin
아크릴 수지Silicone modification
Acrylic resin
(중량%)Gold nanoparticles
(weight%)
(중량%)Additive
(weight%)
(중량%)solvent
(weight%)
에폭시 변성 아크릴 수지 : 에폭시 당량 400 ~ 2000의 비스페놀 A형 에폭시 수지에 아크릴계 단량체를 그라프트 시켜 제조
실리콘 변성 아크릴 수지 : 아크릴 수지와, 히드록시기를 갖는 실리콘 중간체를 반응시켜 제조
금 나노입자(10 nm) : [FINE SPHERE GOLD E001, NPC社]
반응억제제 : 헥사메틸렌디이소시아네이트
자외선 흡수제 : 벤조트리아졸
핀홀방지제 : 아크릴 공중합체[BYK-390, BYK社]
흐름방지제 : 변성우레탄[BYK-411, BYK社]
방향족 탄화수소계 용제 : 톨루엔
에테르계(Ⅰ) 용제 : 부틸셀로솔브
에테르계(Ⅱ) 용제 : 메틸셀로솔브
알코올계 용제 : i-부탄올Acrylic resin: polymer of methyl methacrylate
Epoxy-Modified Acrylic Resin: manufactured by grafting an acrylic monomer to a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 400 to 2000
Silicone-modified acrylic resin: prepared by reacting an acrylic resin with a silicone intermediate having a hydroxy group
Gold nanoparticles (10 nm): [FINE SPHERE GOLD E001, NPC]
Reaction inhibitor: hexamethylene diisocyanate
Ultraviolet absorber: benzotriazole
Pinhole inhibitor: acrylic copolymer [BYK-390, BYK]
Flow inhibitors: modified urethane [BYK-411, BYK]
Aromatic hydrocarbon solvent: Toluene
Ether system (I) Solvent: butyl cellosolve
Ether system (II) Solvent: methyl cellosolve
Alcohol solvent: i-butanol
물성측정시험Property measurement test
자동차용 중도 도장판에 상도용 도료인 (SPM-180 RED, NAC社)과 (NOX-6 BLUE, KDK社)를 각각 도장하여 베이스층을 형성한 다음, 실시예 1 ~ 2 및 비교예에서 제조한 도료를 35 ~ 40 ㎛ 의 두께로 도장하여 클리어층을 형성하였다. 형성된 도막에 대하여 다음과 같은 방법으로 도막의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.(SPM-180 RED, manufactured by NAC) and NOX-6 BLUE (manufactured by KDK) were coated on intermediate coating plates for automobiles to form a base layer, and then the base layers were formed in Examples 1 to 2 and Comparative Examples A coating material was coated at a thickness of 35 to 40 탆 to form a clear layer. Physical properties of the coated film were measured in the following manner, and the results are shown in Table 2 below.
1) 광택도 평가1) gloss evaluation
광택 측정기를 이용하여 20°법으로 평가하였다.And evaluated by a 20 ° method using a gloss meter.
2) 경도 평가2) Hardness evaluation
JIS K-5400의 연필경도법에 따라 연필경도 시험기를 사용하여 건조된 도막에 연필의 종류별(B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H 등)로 45°각도로 하여 그어 보았을 때의 긁힘이 나는 정도를 육안으로 판정하였다.(B, HB, F, H, 2H, 3H, 4H, etc.) to a dried film using a pencil hardness tester according to the pencil hardness method of JIS K-5400 I judged the degree of this visually.
3) 내충격성 평가3) Evaluation of impact resistance
듀폰식 충격시험기를 이용하여 500 g 추를 낙하하여, 도막파괴시 낙하거리를 측정하였다.A drop weight of 500 g was dropped using a DuPont-type impact tester, and the falling distance was measured.
4) 내약품성 평가4) Chemical resistance evaluation
그라디언트오븐을 이용하여, 도막에 황산 0.2 mL 를 적하하고, 150분 후 도막의 손상여부를 판정하였다.Using a gradient oven, 0.2 mL of sulfuric acid was added dropwise to the coating film, and after 150 minutes, the damage of the coating film was judged.
5) 내스크래치성 평가5) Evaluation of scratch resistance
세차성 시험기(Amtec-kistler社 제품)를 이용하여, 시험 전후 광택 측정으로 광택유지율을 측정하였다.(내스크래치성(%)= (시험후 광택/시험전 광택)X 100)(Scratch resistance (%) = (gloss after test / gloss before test) X 100) was measured with a scratch test machine (Amtec-kistler)
6) 촉진내후성 평가6) Accelerated weathering evaluation
Xenon Weather-O-Meter를 이용하여, 1000시간 동안 촉진 폭로후, 부착성, 광택유지율, 색차를 평가하였다.After accelerated exposure for 1000 hours using Xenon Weather-O-Meter, adhesion, gloss retention and color difference were evaluated.
부착성은 JIS D 0202에 따라 조정한 시험편을 수평면상에 두고, 면도칼을 시험편에 대해 약 30°에 유지한 상태로 도막을 관통하여 소지에 닿도록 당겨 2 mm의 바둑판눈금 100개(10X10)를 형성시켰다. 이후, 바둑판눈 위에 셀로판 점착 테이프를 완전히 밀착시킨 다음, 테이프의 일단을 잡고 순간적으로 당겨 떼었을 때의 도막의 박리 상태를 육안으로 JIS D 0202의 바둑판눈 시험 판정 기준과 비교하여 등급을 판정하였다.Adhesiveness was determined by placing 100 mm (10 X 10) 2 mm checkerboard scales on the horizontal surface of the test specimen adjusted in accordance with JIS D 0202 and pulling the razor through the coating film while keeping the razor at about 30 ° against the test piece. . Thereafter, the cellophane adhesive tape was completely brought into close contact with the checkerboard eye, and the peeled state of the coating film when the tape was temporarily pulled by holding one end of the tape was visually compared with the grid check test criteria of JIS D 0202 to determine the grade.
광택유지율은 촉진내후성 평가 전후 광택을 측정하여 평가하였다.(광택유지율(%) = (시험후 광택 / 시험전 광택) X 100)(Gloss retentivity (%) = (gloss after test / gloss before test) X 100) < tb > < TABLE >
색차는 색차계(X-lite社) 를 이용하여 촉진내후성 평가 전후의 시편L, a, b 값을 측정하고, 평가 전후의 색상의 변화 정도(색차: △E)를 측정하였다. 색차는 수치가 작으면 작을수록 색상 변화가 없다는 것을 의미한다.
The color difference was measured for the specimens L, a, and b before and after the accelerated weathering evaluation using a color difference meter (X-lite), and the degree of color change (color difference: ΔE) before and after the evaluation was measured. The smaller the color difference, the less the color change is.
상기 표 2에서 볼 수 있듯이, 실시예 1 및 2의 클리어 도료 조성물로 형성된 도막은 금 나노입자를 함유하지 않은 비교예의 클리어 도료 조성물로 형성된 도막과 대비할 때, 클리어층의 기본 물성으로 요구되는 광택도, 경도, 내충격성, 내스크래치성 등의 물성에 별다른 영향을 미치지 아니하였다. 그러나, 금 나노입자를 함유함으로서 변색 정도를 나타내는 색차가 40% 이상 개선되어 내후성 면에서 우수한 물성을 보임을 알 수 있다. 특히, 붉은색 베이스층에 적용시 내후성 개선효과가 뛰어났다. 이는 금 나노입자의 자외선 차단효과에 기인한 것임을 알 수 있으며, 붉은색 베이스층에 더 좋은 물성을 보이는 것은 10 nm 정도의 입자사이즈를 갖는 금 나노입자 자체가 붉은색을 발현하기 때문인 것으로 판단된다.As can be seen from the above Table 2, the coating films formed from the clear coating compositions of Examples 1 and 2 had a gloss required as the basic physical properties of the clear layer when compared with the coating film formed of the clear coating composition of Comparative Example not containing gold nanoparticles , Hardness, impact resistance, scratch resistance, and the like. However, it can be seen that the color difference showing the degree of discoloration is improved by 40% or more by containing the gold nanoparticles, and the material shows excellent properties in terms of weatherability. In particular, when applied to a red base layer, the effect of improving weatherability was excellent. It can be understood that this is due to the ultraviolet blocking effect of the gold nanoparticles. The gold nanoparticle having a particle size of about 10 nm itself is considered to exhibit red color because of its better physical properties in the red base layer.
결국, 본 발명의 클리어 도료 조성물은 함유된 소량의 금 나노입자의 자외선 차단효과에 의해 도막의 변색 및 광택소실을 방지할 수 있으므로, 차량 외판 등에 적용되어 도막의 내후성 향상을 위해 유용하게 적용가능함을 확인할 수 있었다.As a result, the clear coating composition of the present invention can prevent discoloration and gloss disappearance of the coating film due to the ultraviolet shielding effect of a small amount of the gold nanoparticles contained therein, and thus can be applied effectively for improving the weatherability of a coating film I could confirm.
Claims (5)
고형분 대비 에폭시 당량 400 ~ 2000의 비스페놀 A형 에폭시 수지에 아크릴계 단량체를 그라프트시킨, 에폭시 변성 아크릴 수지 20 ~ 30 중량%;
실리콘 변성 아크릴 수지 2 ~ 10 중량%;
금 나노입자 0.05 ~ 0.15 중량%;
톨루엔디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 이소포론디이소시아네이트 중에서 선택한 1종 이상의 반응억제제 0.5 ~ 1.5 중량%; 및
용제 4 ~ 10 중량%;
를 포함하는 클리어 도료 조성물.
50 to 60% by weight of an acrylic resin obtained by polymerizing an acrylic monomer;
20 to 30% by weight of an epoxy-modified acrylic resin obtained by grafting an acrylic monomer to a bisphenol A type epoxy resin having an epoxy equivalent of 400 to 2000 as a solid component;
2 to 10% by weight of a silicone-modified acrylic resin;
0.05 to 0.15 wt% of gold nanoparticles;
0.5 to 1.5% by weight of at least one reaction inhibitor selected from toluene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and isophorone diisocyanate; And
4 to 10% by weight of a solvent;
≪ / RTI >
The clear coating composition according to claim 1, wherein the silicone-modified acrylic resin has a siloxane bond by reacting an acrylic resin with a silicone intermediate having a hydroxy group or a methoxy group.
The clear coating composition according to claim 1, wherein the gold nanoparticles have a particle size of 10 to 15 nm.
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